Из какого материала изготавливают направляющие втулки клапанов (8 видео)

Содержание

Направляющие втулки клапанов. | направляющая втулка клапана
Из какого материала изготавливают направляющие втулки клапанов
Бронзовые направляющие втулки клапанов
KoNtUoR › Blog › Направляющие втулки и сёдла клапанов (отсюда)
📸 Видео

Видео:стоит ли менять направляющие клапановСкачать

Направляющие втулки клапанов. | направляющая втулка клапана

Направляющие втулки клапанов, какие они должны быть, зазоры их установки и другое.

Приветствую всех любителей самостоятельного ремонта двигателя, своего мотоцикла или автомобиля. В этой статье мы поговорим о достаточно мелких, но важных деталях любого двигателя — направляющих втулках клапанов. Не смотря на свой скромный размер, направляющая втулка клапана деталь очень важная, и рано или поздно ей начинает интересоваться каждый опытный водитель, даже тот, который отдаёт свой мотор на ремонт в автосервис.

Направляющие втулки любого двигателя, обеспечивают точное направление возвратно-поступательному движению клапанов, для их открытия и закрытия в нужный момент, и от состояния трущейся пары втулка-клапан, напрямую зависит расход моторного масла, а так же плотное и точное прилегание тарелки клапана к своему седлу. К тому же, направляющая втулка — это деталь, по которой осуществляется отвод тепла от стержня клапана к головке двигателя. Так же тепло к головке двигателя отводится и через тарелку клапана и седло (когда клапан находится в закрытом состоянии).

Появление в своё время сёдел и направляющих втулок клапанов, послужило толчком для замены вечно перегревающихся чугунных головок двигателя, более продвинутыми алюминиевыми головками, которые лучше отводят тепло и быстрей остывают.

Ведь во времена, когда головки были чугунными, направляющих втулок и сёдел клапанов не было, то есть эти детали составляли с чугунным телом головки одно целое. И при износе направляющих отверстий, по которым скользили стержни клапанов, а так же при износе (или прогаре) мéста прилегания тарелки клапана, чугунную головку приходилось менять на новую.

Но с другой стороны, каждое конструктивное решение головки двигателя, может исходить из многих причин. Ведь процессы отвода тепла от клапана в монолитную деталь и через запрессованную деталь (втулку или седло) ощутимо отличаются. И если втулка запрессована в тело головки, то средняя температура выпускного клапана большинства бензиновых двигателей около 400 градусов, а максимальная температура может достигать более 800 градусов.

В монолитной же конструкции головки, когда втулки не запрессованы в головку, а просто просверлены направляющие отверстия в теле головки, средняя температура выпускного клапана меньше — примерно 300 — 315 градусов, а максимальная температура достигает не более 700 — 720 градусов.

Но всё же, несмотря на меньшую температуру монолитных головок, от них постепенно отказались из-за их не ремонтопригодности (хотя и их можно отремонтировать — расточить и завтулить, но температура нагрева клапанов, восстановленной таким образом чугунной головки, будет намного больше чем у алюминиевой).

Я думаю, что отказались от чугунных монолитных головок всё таки из-за их веса, и из-за их меньшего теплоотвода, по сравнению с алюминием. Вспомните хотя бы то, как греются чугунные цилиндры старых двигателей, и как греются современные алюминиевые цилиндры (или блоки цилиндров). Естественно, более современный мотор с алюминиевыми цилиндрами греется меньше.

Материал, для изготовления направляющих втулок клапанов.

Раньше втулки точили из чугуна (да и сейчас на некоторых моторах тоже, и ниже станет понятно почему), но чуть позже использовали и металлокерамику (смешивание в точной пропорции порошка меди, графита и железа и затем пропитка маслом этой смеси и далее спрессовка и спекание при определённой температуре).

Металлокерамические направляющие втулки можно встретить и сейчас, например на 412-х Москвичах, или «газонах» — ГАЗ 66. Но минус таких втулок — это то, что их не сделаешь самостоятельно (на токарном станке), так как требуется специальное оборудование. Чугунные же втулки или втулки из латуни или бронзы, можно выточить на обычном токарном станке для любого, даже редкого автомобиля или мотоцикла.

Для более современных форсированных моторов, в том числе и с надувом, втулки начали точить из алюминиевой бронзы. Этот сплав способен обеспечить более лучший отвод тепла от стержня клапана. К тому же этот сплав очень медленно изнашивается от трения, даже в условиях недостаточной смазки трущейся пары (клапан-втулка). Это важное качество особенно полезно для форсированных моторов с надувом, где условия смазки стержня клапана и втулки очень плохие, так как температура здесь очень высокая (любое масло почти теряет свои смазывающие свойства).

А на стержнях выпускных клапанов условия ещё хуже, так как они сильнее греются. Но на впускном клапане условия смазки тоже плохие, так как масло выдувается из зоны трения стержня клапана, потоком воздуха во впускном коллекторе, который находится под избыточным давлением от надува.

Сейчас, на некоторых иномарках, например Вольво, Ауди, можно встретить направляющие втулки из латуни. Но лучше конечно точить втулки из бронзы, так как коэффициент трения у неё меньше. К тому же, как у латуни так и у бронзы, теплопроводность в два раза лучше, чем у чугуна и это очень полезное преимущество перед чугунными втулками.

Но устанавливая направляющие втулки из латуни или бронзы на свой двигатель, не смотря на то, что они более скользкие и износостойкие чем чугун, следует учитывать один важный момент. Как видно из таблицы слева, у латуни и бронзы ощутимо больше коэффициент теплового расширения, чем у чугуна. А это значит что зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой из бронзы или латуни, должен быть больше, чем у втулок из чугуна, иначе при нагреве клапан заклинит в отверстии втулки.

Читайте также: Клапан кву 200х200 с ручным управлением

При меньшем чем требуется для латуни зазоре, при нагреве втулки она расширяется и зазор исчезает вовсе. А клапан продолжает своё возвратно-поступательное движение. В итоге, латунь начинает как бы намазываться (наволакиваться) на твёрдую поверхность (HRC 50-60) стержня клапана, и от этого трущиеся детали нагреваются ещё сильнее. В конечном итоге происходит сварка стального стержня клапана и латунной втулки. В итоге мотор выходит из строя, а при его разборке иногда выбить приварившийся клапан бывает очень сложно, и как правило он выбивается вместе со втулкой.

Причём более склонны к наволакиванию, латуни с небольшим содержанием меди, такие как Л68, Л70, Л62. Цифра в обозначении рядом с буквой, означает процентное содержание меди в латуни, остальное составляет цинк.

Но при большем зазоре в сопряжении стержня клапана и направляющей втулки, увеличится расход моторного масла (несмотря на новые сальники клапанов). Но дело не только в этом, при большем зазоре и приводе клапана через коромысло и рычаг, возникает пусть и небольшое, но всё же боковое усилие, действующее на стержень клапана.

А из-за этого немного нарушается точная посадка тарелки клапана к седлу (очень небольшой перекос), и это означает хоть и очень небольшую, но всё же потерю герметичности клапана (конечно же не как на изношенном моторе, но всё же). Но это происходит только пока мотор не прогреется, ведь при прогреве, втулки расширяются от нагрева и зазор практически полностью уменьшается, и клапан начинает работать идеально ровно.

Но зато втулки из латуни, а тем более из бронзы, намного выигрывают чугунным по ресурсу, так как медленнее изнашиваются, потому что имеют маленький коэффициент трения.

Ну а при слишком маленьком зазоре, нарушаются условия смазки, и как я уже говорил, стержень клапана может заклинить в отверстии втулки. Поэтому точность зазора между отверстием втулки и стержнем клапана очень важна, и причём величина этого зазора зависит от температурных условий каждого двигателя, а так же от материала втулки. Говоря проще — для каждого материала (сплава) втулки, требуется свой зазор.

И раз латунь или бронза больше расширяются при нагреве, чем чугун, значит при установке на свой двигатель латунной или бронзовой втулки, зазор между её отверстием и стержнем клапана, при одинаковой (нормальной) температуре, всегда должен быть больше, по сравнению с зазором чугунной втулки. Естественно, что на иномарках с латунными или бронзовыми втулками зазоры больше, чем на чугунных, и при ремонте (замене) втулок, всегда следует обязательно проверять и сравнивать эти зазоры с указанными в мануале конкретного двигателя.

Если же вы не можете достать оригинальные втулки для головки двигателя своей машины или мотоцикла, и собираетесь заказать токарю выточить новые, но у вас стояли чугунные, а вы хотите латунные (или наоборот), то тогда следует делать отверстия во втулках согласно приведённой здесь таблице слева, в которой указаны зазоры между стержнем и втулкой для каждого материала. В таблице приведены зазоры, которые зависят от коэффициента линейного расширения разных материалов ( и естественно коэффициент расширения при нагреве, сделанных из них втулок, во время работы мотора).

Следует только помнить, что при вытачивании втулки, отверстие в ней следует сверлить всегда меньшего диаметра, чем требуется, для того, чтобы после сверления иметь возможность довести отверстие до нужного диаметра с помощью развёртки. Это позволит сделать нормальную (гладкую) внутреннюю поверхность отверстия во втулке — это важно.

После вытачивания новых втулок и развёртывания их отверстий, чтобы получить зазор стержня клапана в отверстии как в таблице (у латуни почти такое же расширение как у бронзы, поэтому бронза не показана в таблице) старые втулки выпрессовываются из головки, и запрессовываются новые. Как это сделать и с помощью чего, я написал вот в этой статье.

К тому же там написано, каким должен быть зазор между наружной поверхностью втулки и отверстием в головке, чтобы запрессовать втулку в тело головки с нормальным натягом. А о ремонте сёдел клапанов, желающие могут почитать вот здесь.

Надеюсь данная статья поможет многим ремонтникам-новичкам, иметь полное представление о направляющих втулках клапанов, а так же о важности правильных зазоров, между ними и стержнями клапанов, успехов всем.

Видео:Как отличить направляющие клапанов ( впуск и выпуск )Скачать

Из какого материала изготавливают направляющие втулки клапанов

В начало форума
Правила форума
Старый дизайн
FAQ
Поиск
Пользователи

Даже на новых фольксвагенах с их супер маслами к ста тысячам они изнашаваются до предела.

Вообще-то собирался дать заказ серьёзному токарю на серьёзном заводе. И точить из латуни или бронзы именно той марки из которой надо. Как раз сейчас я эту марку ищу в инете.

Попутно наткнулся на пару статей, где говорится о бронзовых втулках:

гм . правда в вопросе зазора между клапаном и втулкой эти статьи друг другу противоречат .

Читайте также: Для чего нужен балансировочный клапан в системе отопления теплого пола

гм . правда в вопросе зазора между клапаном и втулкой эти статьи друг другу противоречат .

Резо!
Я перечитал внимательней, но противоречие осталось

Вот две разноцветных цитаты для сравнения

Хромированные стержни клапанов работают особенно хорошо с бронзовыми втулками и могут быть использованы с зазором, близким к нулю, т.к. хром и бронза имеют очень мало шансов быть «прихваченными» друг к другу.

Если при ремонте использовались направляющие клапанов из бронзы или латуни, то при их последующем разворачивании зазор между стержнем клапана и втулкой нельзя умышленно занижать, думая, что чем плотнее, тем лучше.
Фирмы-изготовители рекомендуют для направляющих втулок из бронзы и латуни увеличенные (по сравнению с рекомендуемыми для чугунных и металлокерамических втулок) зазоры. Это обусловлено большим коэффициентом линейного расширения этих материалов.
Если этим пренебречь, то неизбежен «прихват» клапана во втулке, со всеми вытекающими последствиями (гнутые клапаны и т.п.).

Хромирование клапана не повлияет на тепловое расширение втулки.
Если зазор в паре уйдёт в 0, то будет прихвачен любой клапан, хоть хромированный, хоть намыленный (шучу))) Поэтому мне и видится тут противоречие.

а вот ещё одна статья про бронзу и латунь для направляющих:
http://kvazar-3000.narod.ru/1-K-POWER/Bronze.htm

в ней говорится в частности, что в некоторых случаях применение бронзы или латуни вообще не имеет альтернативы.

Я перечитал внимательней, но противоречие осталось

Однако бронзовые направляющие требуют намного меньше смазки и из-за этого можно использовать эффективные сальники (как минимум на впускных клапанах) и добиваться малых зазоров в направляющих втулках — всё это улучшит уплотнение клапанов. Хромированные стержни клапанов работают особенно хорошо с бронзовыми втулками и могут быть использованы с зазором, близким к нулю, т.к. хром и бронза имеют очень мало шансов быть «прихваченными» друг к другу.

а вот ещё одна статья про бронзу и латунь для направляющих . в ней говорится в частности, что в некоторых случаях применение бронзы или латуни вообще не имеет альтернативы.

Видео:Втулки клапанов замена материал производитель оправки приспособления порядок действий valve bushingsСкачать

Бронзовые направляющие втулки клапанов

При ремонте или форсировании двигателя остро стоит вопрос сохранения или повышения ресурса отдельных узлов и деталей, на которые при форсировании увеличивается нагрузка.
Одной из таких наиболее проблемных деталей двигателя является направляющая втулка клапана.
Серийные втулки для восьмиклапанных двигателей ВАЗа делаются из специального чугуна, который, к сожалению, не отличается высокой стойкостью к износу. Серийные втулки ВАЗа грешат плохой геометрией, и на многих моторах к пробегу 30-40 тыс. км люфт клапана вследствие износа превышает все разумные допуски, а при работе мотора прослушивается характерный клапанный стук. Качество выделки и геометрия головок для двигателей Оки еще хуже, особенно это видно по головкам конца 90-х годов.
И только на двигателе 2112 (16 клапанов) серийно устанавливаются втулки из латуни (Лс65), имеющие больший срок службы, чем чугунные.

Чем же заменить ненадежные чугунные втулки? Ответ найден давно — специальные направляющие втулки из бронзовых сплавов. Для направляющих втулок не всякая бронза подойдет, а лишь несколько сортов, специально подобранных и испытанных в автоспорте.

Плюсы бронзовых втулок следующие:
Лучший теплоотвод от стержня клапана и передача тепла в алюминиевое тело головки, высокая стойкость к износу, отличная совместимость со стальными и хромированными клапанами, меньшая требовательность к количеству масла, попадающего на стержни клапанов.

Специалисты по ремонту ГБЦ так же отмечают важную особенность бронзовых втулок — материал достаточно пластичен, не раскалывается, как чугунная втулка, а следовательно, риск раскалывания втулки (появления трещины) при ее запрессовке, или экстремальных режимах работы двигателя, сводится к нулю.

Для двигателей ВАЗ 2108\2110 освоен выпуск втулок двух типов — для стержня клапана диаметром 8 мм и для клапанов с диаметром стержня 7 мм. Второй тип втулок для семейства двигателей 2108 имеет серийный наружный диаметр, внутренний — 7 мм, а маслосъемные колпачки применяются от 16 клапанного двигателя 2112. Комплект таких втулок показан на фото ниже. Данные втулки применяются при экстремальном тюнинге двигателя с клапанами 40×34.
Бронзовые втулки клапанов с 7 мм стержнем

Бронзовые втулки 2108 так же применяются в двигателях Оки. Кроме того, допустимо применять данные втулки на двигателях семейства ВАЗ «классика».
Опробован так же экономичный вариант, когда бронзовые втулки применяются только на выпускных клапанах, а для впускных клапанов — качественные импортные чугунные направляющие. Такая комбинация оправдана не только экономией, но и увеличением общего ресурса ГБЦ при обычном ремонте головки, ведь выпускные направляющие втулки — наиболее нагруженные.

Бронзовые втулки рекомендуется применять при общем форсировании двигателя, как необходимый элемент увеличения ресурса. Для спортивных валов с подъемами более 12 мм использование бронзовых втулок уже не имеет альтернативы.

Блин, про ранний БрБ2 забыл, тоже норма, но его твёрдый сплав не видел…при забивании мнётся.
Хотя сейчас жидкий азот проще достать.

Из ранних марок БрАЖ9-4, БрОФ10-4, БрКН1-3, из новых типа БрНХК(ф).
Во всех марках обязательно твёрдый сплав, натяг — 0,01 -0,02 мм, нагрев головки 180 — 200°С.
Втулки желательно подержать в морозилке при минус 20°С. На 16-ти, 24-х клапанных головках нагревать головку приходится два, три раза.

Капиталю мотор. Наднях прислали направляйки из америки, от фирмы APE. Отвёз одну втулку на хим.анализ, оказалась латунь. У Нас такой марки нет…но что-то типа ЛМцЖСН65.
Я себе такие-бы не стал ставить…короткое время жизни, но клиент уже заказал.
В америке есть именитая KIBBLEWHITE. Они точат из бронзы С63000(БрАЖН10-4-4).
На всякий случай выложу параметры направляек…Может кому пригодится. В таблице рекомендуемый натяг.

Читайте также: Обратный клапан без ручки

KoNtUoR › Blog › Направляющие втулки и сёдла клапанов (отсюда)

Увеличенный износ направляющих втулок клапанов может быть проблемой для распределительных валов с большим подъёмом клапанов. Даже если двигатель оснащается более «спокойным» распределительным валом, износ направляющих втулок может по-прежнему оставаться проблемой. Когда зазор в направляющей втулке увеличивается, клапаны могут располагаться на седле неравномерно и могут образоваться утечки, что приведет к «утечкам» мощности из камеры сгорания. Изношенные втулки могут также привести к попаданию масла в цилиндры. Когда масло смешивается с рабочей смесью, оно снижает октановое число топлива и находящееся в камере сгорания топливо будет уже ниже по октановому числу, загрязнение маслом увеличит шанс возникновения детонации, особенно при высоких степенях сжатия. Лучшей профилактикой износа направляющих втулок будет установка бронзовых направляющих втулок или бронзовых вставок. Если это сделано правильно, то они надолго «переживут» втулки из чугуна.

Тогда как бронзовые втулки лишь не намного дороже, их установка является разумным вложением средств, т. к. в дополнение к уменьшению зазоров клапан-втулка, они выдерживают недостаток смазки. И если вы хотите достичь высоких характеристик двигателя, то используйте бронзовые втулки. Когда установлены бронзовые направляющие втулки и стабилизирован зазор в них, внимание нужно переключить на сальники (маслоотражательные колпачки) клапанов. Многие промышленные головки блока цилиндров не используют положительные качества сальников стержней клапанов; вместо этого они могут использовать уплотнения зонтичного типа, которые препятствуют попаданию излишков масла на стержни клапанов или же они могут не использовать сальники вообще. Отсутствие сальников это более чем смелый шаг фирмы-производителя. Чугунные направляющие втулки нуждаются в обильной смазке, фактически они требуют намного больше, чем обычно получают. Однако бронзовые направляющие требуют намного меньше смазки и из-за этого можно использовать эффективные сальники (как минимум на впускных клапанах) и добиваться малых зазоров в направляющих втулках — всё это улучшит уплотнение клапанов, работу двигателя и увеличит срок службы втулок. Если вы используете бронзовые направляющие втулки, то приобретите лучшие сальники клапанов, которые можно приобрести. Установка таких сальников часто требует обработки, но в большинстве сальники могут потребоваться только на впускных клапанах. Масло не стремиться попасть в направляющие втулки выпускных клапанов из-за высокого давления в выпускной системе. Но даже в этом случае некоторые конструкторы двигателей используют принудительное уплотнение (сальники) на впускных клапанах, и в качестве дополнительной меры, — сальники зонтичного типа на выпускных клапанах для уменьшения попадания масла в каналы.

Если каналы изношены и нуждаются в замене, рассмотрите использование замены для клапанов, которые имеют хромированные стержни — вы существенно увеличите срок службы направляющей втулки и клапана. Хромированные стержни клапанов работают особенно хорошо с бронзовыми втулками и могут быть использованы с зазором, близким к нулю, т.к. хром и бронза имеют очень мало шансов быть «прихваченными» друг к другу. Хромированные стержни клапанов и бронзовые направляющие втулки часто работают на протяжении более 150 000 км без заметного износа. В заключении если Вы не используете бронзовые направляющие втулки, обратите особое внимание на марки сталей, используемых для производства клапанов, особенно нержавеющие стали, т.к. они не очень сочетаются с чугунными втулками. Бронзовые направляющие втулки напротив совместимы практически со всеми широко используемыми материалами для стержней клапанов и проявляют хорошие характеристики по сопротивляемости износу, работая совместно с такими материалами. Одной из неисправностей головки блока, о которой почти только и слышали несколько лет, являются выемки у сёдел выпускных клапанов. В прошлом свинцовые соединения, добавляемые в бензин, обеспечивали качественную «смазку», которая эффективно противостояла эрозии седел выпускных клапанов.

В наши дни состав бензина не обеспечивает необходимую смазку клапанов и сёдел. Выемки образующиеся у седел, являются вполне реальной проблемой. Эрозия возникает не только из-за использования неэтилированного бензина, но и из-за высоких рабочих температур выпускных клапанов и зазоров в направляющих втулках. Если температуры клапанов являются высокими, то температуры седел клапанов также будут высокими, (из-за того, что большая часть тепла, поглощённого выпускными клапанами, передаётся сёдлам), а при высоких температурах чугун становится менее устойчив к постоянным ударам от работающих клапанов. Эта проблема усиливается из-за ослабления клапанов в направляющих втулках, так как контакт стержня и клапана с втулкой происходит по-другому и клапан рассеивает тепло иначе. Более того, ослабленные втулки приводят к тому, что клапан садится в седло в неправильном положении, что ускоряет эрозию. Становится очевидным, что имеется другая важная причина для использования бронзовых направляющих втулок. Бронза имеет отличные характеристики противостояния износу и допускает работу с малыми зазорами. В дополнение к этому, сама бронза имеет улучшенные характеристики теплоотдачи по сравнению с чугуном. Таким образом, когда используются бронзовые направляющие втулки, от клапанов отводится больше тепла в систему охлаждения.